用于柴油機(jī)的專用egr系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種用于柴油機(jī)專用EGR系統(tǒng)，具體的說是一種通過部分氣缸進(jìn)行廢氣循環(huán)來滿足發(fā)動機(jī)排放要求的柴油機(jī)專用EGR系統(tǒng)，屬于內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)境保護(hù)問題的重要性日趨增加，降低發(fā)動機(jī)有害排放物這一目標(biāo)成為當(dāng)今世界上發(fā)動機(jī)發(fā)展的一個重要方向，所以研究柴油機(jī)有害排放物的控制方法，成為柴油機(jī)設(shè)計者的首要任務(wù)，而降低有害排放物的控制技術(shù)中最常用的就是廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR系統(tǒng))。
[0003]目前關(guān)于EGR系統(tǒng)的研究大體分為以下幾種:
a.最大壓差循環(huán)，即EGR廢氣從渦輪機(jī)前引出，從壓氣機(jī)前引入；
b.高壓循環(huán)，即EGR廢氣從渦輪機(jī)前引出，從壓氣機(jī)后引入；
c.低壓循環(huán)，即EGR廢氣從渦輪機(jī)后引出，從壓氣機(jī)前引入。
[0004]傳統(tǒng)高壓EGR系統(tǒng)實現(xiàn)循環(huán)的必要條件是渦輪機(jī)前壓力大于壓氣機(jī)后壓力，此系統(tǒng)存在兩個缺點:
其一，需要使用VGT增壓器，它不但價格昂貴而且可靠性較差；
其二，氣缸壓力升高、進(jìn)排氣壓差增大，導(dǎo)致栗氣功損失加大，發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)惡化。
[0005]國內(nèi)某公司申請了一種能夠使發(fā)動機(jī)在所有工況實現(xiàn)恒定外部EGR率的高壓循環(huán)EGR系統(tǒng)的專利，其公布號為CN102207046A，此系統(tǒng)存在一個缺點:大量學(xué)術(shù)文獻(xiàn)已經(jīng)證明不同的發(fā)動機(jī)工況對EGR率的需求不同，每個發(fā)動機(jī)工況都存在一個最佳的EGR率，此EGR系統(tǒng)只能在各工況下實現(xiàn)恒定的EGR率，發(fā)動機(jī)性能較差。
[0006]河南某大學(xué)申請了一種雙通路可調(diào)EGR高壓循環(huán)系統(tǒng)的專利，其公布號為CN103807057A,此系統(tǒng)存在一個缺點:在進(jìn)行EGR率調(diào)節(jié)時，部分廢氣不經(jīng)過渦輪機(jī)直接排除，廢氣能量的利用率較低，進(jìn)而影響發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣。
[0007]因此希望設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高、能夠精確調(diào)控EGR率的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)來解決上述EGR系統(tǒng)存在的問題，滿足發(fā)動機(jī)各工況下的性能要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對EGR系統(tǒng)可靠、精確的調(diào)節(jié)需求，提供一種用于柴油機(jī)且能實現(xiàn)發(fā)動機(jī)全工況EGR率調(diào)節(jié)精確的專用EGR系統(tǒng)。
[0009]為了解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種用于柴油機(jī)的專用EGR系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)缸體，所述發(fā)動機(jī)缸體上安裝有排氣歧管，排氣歧管通過若干個排氣道與發(fā)動機(jī)缸體連通，若干個排氣道之間通過連接管連通；
第N個排氣道與N+1個排氣道之間的連接管徑為d2，其它排氣道之間的連接管徑為dl，所述d2=0.1?0.5dl，所述I彡N彡M/2，N為整數(shù)、M為發(fā)動機(jī)氣缸總數(shù)。
[0010]本發(fā)明采用上述方案，在工作時，因為連接管徑d2處面積較小，所以排氣歧管一端的N個氣缸內(nèi)產(chǎn)生較高的壓力，該壓力大于壓氣機(jī)后壓力，部分廢氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管形成EGR循環(huán)，其余廢氣經(jīng)過渦輪增壓器做功，根據(jù)實際情況合理設(shè)計d2的直徑，保證廢氣合理分配，滿足各個工況下EGR率的要求。同時，其它各缸的壓力相對較低，減小了栗氣功損失，降低了發(fā)動機(jī)的油耗。
[0011]以下是本發(fā)明對上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化:
所述排氣歧管第N個排氣道與N+1個排氣道之間的連接管上設(shè)計有減壓艙，并且與其他排氣道之間的連接管中心錯開。
[0012]在排氣歧管上設(shè)置減壓艙是為了避免高壓氣缸和低壓氣缸之間的竄氣，減少脈沖波帶來的影響。
[0013]另一種優(yōu)化:
所述排氣歧管上安裝有EGR冷卻器和渦輪增壓器，所述EGR冷卻器同時與排氣歧管和進(jìn)氣歧管相連接。
[0014]排氣歧管與EGR冷卻器的連接處安裝有EGR調(diào)節(jié)閥門。當(dāng)EGR調(diào)節(jié)閥門關(guān)閉時，EGR率為零，當(dāng)EGR調(diào)節(jié)閥門全開時，EGR率小于25%。
[0015]另一種優(yōu)化:
第N個排氣道與N+1個排氣道之間的連接管上安裝有EGR調(diào)節(jié)閥門。當(dāng)EGR調(diào)節(jié)閥門關(guān)閉時，EGR率為25%，當(dāng)EGR調(diào)節(jié)閥門全開時，EGR率大于零。
[0016]另一種優(yōu)化:
與EGR冷卻器連通的第一個排氣道的連接處安裝有軸套和調(diào)節(jié)閥門，所述調(diào)節(jié)閥門與傳動片相連接，所述傳動片通過執(zhí)行器推動做功。
[0017]所述調(diào)節(jié)閥門的截面形狀為扇形結(jié)構(gòu)。其截面夾角根據(jù)排氣歧管的管徑進(jìn)行合理設(shè)計，夾角的范圍40~120°，當(dāng)調(diào)節(jié)閥門在最左端關(guān)閉時，EGR率為零，當(dāng)調(diào)節(jié)閥門在最右端全開時，EGR率為25%。
[0018]本發(fā)明不僅可以實現(xiàn)發(fā)動機(jī)各個工況下EGR率的精確調(diào)控，而且只有部分氣缸產(chǎn)生高壓，降低了進(jìn)排氣壓差減小了栗氣功損失，同時又避免使用VGT增壓器，降低了發(fā)動機(jī)的成本，增加了發(fā)動機(jī)的可靠性。該EGR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、容易實現(xiàn)、具有廣闊的市場推廣價值，能取得良好的應(yīng)用效果。
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0020]附圖1是本發(fā)明實施例1中柴油機(jī)專用EGR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2是本發(fā)明實施例2的主視圖；
附圖3是本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖4是本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖5是本發(fā)明實施例5的主視圖。
[0021]圖中:1-EGR冷卻器；2_發(fā)動機(jī)缸體；3_進(jìn)氣歧管；4_排氣歧管；5_渦輪增壓器；6-傳動片；7_軸套；8_調(diào)節(jié)閥門；9-EGR調(diào)節(jié)閥門；10-減壓艙。
【具體實施方式】
[0022]實施例1:如圖1所示，一種用于柴油機(jī)的專用EGR系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)缸體2，所述發(fā)動機(jī)缸體2上安裝有進(jìn)氣歧管3和排氣歧管4，所述排氣歧管4上安裝有EGR冷卻器I和渦輪增壓器5，所述EGR冷卻器I同時與進(jìn)氣歧管3相連接。
[0023]排氣歧管4通過若干個排氣道11與發(fā)動機(jī)缸體2連通，若干個排氣道11之間通過連接管連通，其中，第N個排氣道與N+1個排氣道之間的連接管徑為d2，其它排氣道之間的連接管徑為dl，所述d2=0.1-0.5dl，所述I彡N彡M/2，N為整數(shù)、M為發(fā)動機(jī)氣缸總數(shù)。
[0024]所述排氣歧管4第N個排氣道與N+1個排氣道之間的連接管上設(shè)計有減壓艙10，并且與其他排氣道之間的連接管中心錯開。
[0025]在工作時，因為連接管徑d2處面積較小，所以排氣歧管一端的N個氣缸內(nèi)產(chǎn)生較高的壓力，該壓力大于壓氣機(jī)后壓力，部分廢氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管形成EGR循環(huán)，其余廢氣經(jīng)過渦輪增壓器做功，根據(jù)實際情況合理設(shè)計d2的直徑，保證廢氣合理分配，滿足各個工況下EGR率的要求。
[0026]同時，其它各缸的壓力相對較低，減小了栗氣功損失，降低了發(fā)動機(jī)的油耗。在排氣歧管上設(shè)置減壓艙，是為了避免高壓氣缸和低壓氣缸之間的竄氣，減少脈沖波帶來的影響。
[0027]實施例2:如圖2所示，在實施例1基礎(chǔ)上增加EGR調(diào)節(jié)閥門9，安裝位置在排氣歧管4與EGR冷卻器I連接處。
[0028]在工作時，根據(jù)發(fā)動機(jī)的實際工況適時調(diào)節(jié)EGR調(diào)節(jié)閥門9的開度來實現(xiàn)對EGR率的精確控制，當(dāng)EGR調(diào)節(jié)閥門9關(guān)閉時EGR率為零，當(dāng)EGR調(diào)節(jié)閥門9全開時EGR率小于25%。
[0029]實施例3:如圖3所示，在實施例1基礎(chǔ)上增加EGR調(diào)節(jié)閥門9，安裝位置排氣歧管4 一端的第N個排氣道與N+1個排氣道的連接處。
[0030]在工作時，根據(jù)發(fā)動機(jī)的實際工況適時調(diào)節(jié)EGR調(diào)節(jié)閥門9的開度來實現(xiàn)對EGR率的精確控制，當(dāng)EGR調(diào)節(jié)閥門9關(guān)閉時EGR率為25%，當(dāng)EGR調(diào)節(jié)閥門9全開時EGR率大于零。
[0031]實施例4:如圖4、5所示，該實施例適用于四缸發(fā)動機(jī)，在排氣歧管4第I個排氣道的連接處安裝有軸套7和調(diào)節(jié)閥門8，所述調(diào)節(jié)閥門8的截面形狀為扇形結(jié)構(gòu)，其截面夾角a根據(jù)排氣歧管的管徑進(jìn)行合理設(shè)計，夾角的范圍為40~120°，并且與傳動片6相連接，所述傳動片6通過執(zhí)行器推動做功。
[0032]在工作時，根據(jù)發(fā)動機(jī)的實際工況適時調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥門8的開度，實現(xiàn)對EGR率的精確控制，當(dāng)調(diào)節(jié)閥門8在最左端關(guān)閉時EGR率為零，當(dāng)調(diào)節(jié)閥門8在最右端全開時EGR率為25%。
[0033]現(xiàn)在我們已經(jīng)按照國家專利法對發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員會識別本文所公開的具體實施例的改進(jìn)或代替。這些修改是在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的。
【主權(quán)項】
1.一種用于柴油機(jī)的專用EGR系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)缸體(2)，所述發(fā)動機(jī)缸體(2)上安裝有排氣歧管(4 )，排氣歧管(4 )通過若干個排氣道(11)與發(fā)動機(jī)缸體(2 )連通，若干個排氣道(11)之間通過連接管連通，其特征在于: 第N個排氣道與N+1個排氣道之間的連接管徑為d2，其它排氣道之間的連接管徑為dl，所述d2=0.1?0.5dl，所述I彡N彡M/2，N為整數(shù)、M為發(fā)動機(jī)氣缸總數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于柴油機(jī)的專用EGR系統(tǒng)，其特征在于: 所述排氣歧管(4)第N個排氣道與N+1個排氣道之間的連接管上安裝有減壓艙(10)，并且與其他排氣道之間的連接管中心錯開。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于柴油機(jī)的專用EGR系統(tǒng)，其特征在于: 所述排氣歧管(4)上安裝有EGR冷卻器(I)和渦輪增壓器(5)，所述EGR冷卻器(I)同時與排氣歧管(4)和進(jìn)氣歧管(3)相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于柴油機(jī)的專用EGR系統(tǒng)，其特征在于: 排氣歧管(4 )與EGR冷卻器(I)的連接處安裝有EGR調(diào)節(jié)閥門(9 )。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于柴油機(jī)的專用EGR系統(tǒng)，其特征在于: 當(dāng)EGR調(diào)節(jié)閥門(9)關(guān)閉時，EGR率為零，當(dāng)EGR調(diào)節(jié)閥門(9)全開時，EGR率小于25%。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于柴油機(jī)的專用EGR系統(tǒng)，其特征在于:第N個排氣道與N+1個排氣道之間的連接管上安裝有EGR調(diào)節(jié)閥門(9)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于柴油機(jī)的專用EGR系統(tǒng)，其特征在于: 當(dāng)EGR調(diào)節(jié)閥門(9 )關(guān)閉時，EGR率為25%，當(dāng)EGR調(diào)節(jié)閥門(9 )全開時，EGR率大于零。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于柴油機(jī)的專用EGR系統(tǒng)，其特征在于: 與EGR冷卻器(I)連通的第一個排氣道的連接處安裝有軸套(7)和調(diào)節(jié)閥門(8)，所述調(diào)節(jié)閥門(8 )與傳動片(6 )相連接，所述傳動片(6 )通過執(zhí)行器推動做功。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于柴油機(jī)的專用EGR系統(tǒng)，其特征在于: 所述調(diào)節(jié)閥門(8)的截面形狀為扇形結(jié)構(gòu)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于柴油機(jī)的專用EGR系統(tǒng)，其特征在于: 當(dāng)調(diào)節(jié)閥門(8)在最左端關(guān)閉時，EGR率為零，當(dāng)調(diào)節(jié)閥門(8)在最右端全開時，EGR率為 25%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于柴油機(jī)的專用EGR系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)缸體，所述發(fā)動機(jī)缸體上安裝有排氣歧管，排氣歧管通過若干個排氣道與發(fā)動機(jī)缸體連通，若干個排氣道之間通過連接管連通；第N個排氣道與N+1個排氣道之間的連接管徑為d2，其它排氣道之間的連接管徑為d1，所述d2=0.1～0.5d1，所述1≤N≤M/2，N為整數(shù)、M為發(fā)動機(jī)氣缸總數(shù)。在工作時，因為連接管徑d2處面積較小，所以排氣歧管一端的N個氣缸內(nèi)產(chǎn)生較高的壓力，該壓力大于壓氣機(jī)后壓力，部分廢氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管形成EGR循環(huán)，其余廢氣經(jīng)過渦輪增壓器做功，根據(jù)實際情況合理設(shè)計d2的直徑，保證廢氣合理分配，滿足各個工況下EGR率的要求。
【IPC分類】F02M25/07
【公開號】CN105041513
【申請?zhí)枴緾N201510554134
【發(fā)明人】王航, 袁道軍, 桑悟海, 宋麗華, 信效芬, 司英杰, 任彥明
【申請人】康躍科技股份有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年9月2日